Automatisme Communication Informatique-Industrielle

Proview 5.5.0, l’automatisation ouverte à tous

Avec la 4e révolution industrielle,
les systèmes d’automatisation
adressent désormais tous les
équipements mis au service de la
production. Les solutions agiles
comme le logiciel libre Proview,
permettent de s’affranchir
des limites imposées par les
systèmes propriétaire.

 

Si les composants matériels – capteurs, actionneurs, moteurs, commutateurs Ethernet industriels,
etc. – reposent pour l’essentiel sur les
produits relativement standardisés qui
figurent au catalogue des constructeurs
et des distributeurs de systèmes
d’automatisation, les dispositifs permettant
d’en centraliser la gestion, la représentation
et le contrôle connaissent une bien plus
grande diversité.

Les concepteurs de dispositifs de contrôle commande peuvent évidemment s’orienter
vers une console « clé-en-main », proposée
par un constructeur ou un éditeur ayant
pignon sur rue… à condition toutefois que
cette solution qui sera évidemment
propriétaire soit suffisamment riche au
niveau fonctionnel pour atteindre les buts
poursuivis et évolutive pour accompagner
la transformation des besoins.

Une autre approche consiste à s’appuyer
sur un environnement logiciel diffusé sous
licence open source et qui de surcroît,
repose sur un système lui-même ouvert afin
de garantir une totale indépendance des
applications développées. Cette solution
s’avère quasi idéale pour les start-up et les
junior enterprises à finalité industrielle dont
les ressources financières sont limitées et
qui se doivent de préserver jalousement
leur liberté pendant toute la phase de mise
au point de leurs premiers produits. Mais
une démarche similaire peut aussi guider
les dirigeants d’une PME, soucieux d’éviter
que des interdépendances relatives à la propriété intellectuelle, ne viennent
compliquer la distribution des solutions
qu’ils mettent au point. Notons enfin que
les organismes de formation, les centres de
recherche, les fablabs et les pépinières de
« jeunes-pousses » peuvent aussi mettre à
profit les logiciels open source pour gagner
en souplesse et en facilité de
développement.

Proview, puissance
et agilité de l’open
source

Proview est le premier logiciel libre dédié
au contrôle des processus et à
l’automatisation puisqu’il est diffusé sous
licence open source depuis 2006 (GNU
General Public License). Il a été conçu
pour fonctionner sur un large éventail
d’ordinateurs personnels qu’il s’agisse de
PC de bureau, de PC industriels voire, de
nano-PC comme le Raspberry PI, en
composant une solution complète,
entièrement gratuite, facile à installer et
qui fonctionne sur différentes
déclinaisons du système d’exploitation
Linux (Debian, Fedora, Mint, OpenSuse,
Ubuntu…), un logiciel lui-même libre de
droits autant pour l’utilisation que pour la
redistribution.

Proview intègre évidemment toutes les
fonctions qu’un automaticien est en droit
d’attendre pour mettre en place des
contrôles séquentiels et les superviser,
assurer l’acquisition de données, tester
les applications, communiquer avec les
équipements matériels voire d’autres
systèmes de contrôle-commande, etc.
Une solution exclusivement logicielle
comme l’est Proview, présente
l’avantage de permettre le recours à un
système épousant au plus juste, les
exigences de l’utilisateur que ce soit
pour les dimensions physiques de
l’hôte, pour ses performances et ses
capacités d’interaction avec son
environnement. Proview ne présente
en outre, aucune limite intrinsèque
dans ses possibilités d’adresser les
entrées-sorties, les boucles
d’asservissement (PID), les programmes
d’automatisation, les compteurs, etc.

Le mécanisme d’entrée-sortie le plus
fréquemment utilisé avec Proview est le
bus Profibus-DP (Decentralised
Peripheral), notamment utilisé pour
piloter de manière déterministe des
capteurs et des actionneurs. Il supporte
également les réseaux reposant sur des
protocoles Ethernet dits industriels tels
que Profinet, Powerlink et Modbus/TCP
et on peut encore remarquer qu’il adresse
les bus de terrain en liaison série tels que
Modbus RTU (Remote Terminal Unit), voire même des cartes d’entrée-sortie à
interface USB. Au reste, Proview peut
dialoguer avec la quasi-totalité des
équipements pour lesquels existe un
pilote logiciel fonctionnant sous Linux.

Autre avantage – et non des moindres
– l’environnement Proview intègre
nativement les fonctions client-serveur
OPC (OLE for Process Control), ce qui
permet de disposer de couches de
communication logicielles capables de
faire dialoguer les applications Proview
s’exécutant sur les stations des
opérateurs et les terminaux
d’automatisation.

Constitution de L’environnement

La suite logicielle Proview se compose d’abord de
l’environnement de développement à partir duquel l’utilisateur
réalise : la conception et la programmation des applications
mais aussi, la simulation de leur fonctionnement avant leur
installation sur les terminaux d’automatisation. L’environnement
de développement permet aussi de procéder à la mise au point
des IHM à partir de synoptiques et à la configuration du réseau
pour permettre à l’environnement de dialoguer avec les
terminaux d’automatisation.

La deuxième partie de Proview est constituée par le moteur
d’exécution (runtime) qui vise autant les stations de travail des
opérateurs que les terminaux exécutant les applications
d’automatisation. A partir du moteur d’exécution, un utilisateur
peut afficher les données logiques et les courbes construites à
partir des données récupérées au travers des applications.

Il faut encore noter qu’il existe un moteur d’exécution
compatible avec les équipements fonctionnant sous Android
tels que des smartphones et des tablettes, ce qui permet de
disposer facilement d’interfaces homme-machine (IHM)
mobiles et tactiles dans les environnements où fonctionne une
connexion sans-fil de type Wi-Fi (WLan 802.11b/g/n), voire
Bluetooth. On notera encore qu’il existe un dernier moteur
d’exécution compatible cette fois avec le système Raspbian, la
déclinaison de Linux Debian dédiée au Raspberry PI.

Enfin, sachez qu’il est conseillé de mettre en place une station
de sauvegarde qui prend la forme d’une base de données créée
dans le logiciel MySQL afin de garder un historique des
variables. Si cette fonction peut s’exécuter sur le poste
accueillant l’environnement de développement, notez qu’une
telle approche est totalement déconseillée en production
puisqu’elle n’apporte aucune garantie de récupération en cas
d’incident.

Différents modes d’exploitation
et de programmation

La configuration d’un système au moyen de Proview se fait
pour l’essentiel au travers de l’interface graphique, ce qui rend
l’adaptation de l’application plus aisée et plus flexible. Proview
est ce qu’on appelle un système distribué, ce qui signifie qu’il
peut mobiliser plusieurs ordinateurs connectés au travers d’un
réseau reposant le plus souvent sur une liaison Ethernet. Une
structure classique comporte un système dédié au contrôle de
processus et une ou plusieurs stations opérationnelles. Il est
facile de configurer n’importe laquelle de ces stations pour
qu’elle devienne l’interface homme-machine d’un ou même de
plusieurs systèmes de contrôle fonctionnant sous Proview.

La programmation est possible au travers d’un éditeur
graphique d’applications d’automatisation. Il permet de créer
des synoptiques en s’appuyant sur une bibliothèque d’éléments
fonctionnels. Il est encore possible de s’appuyer sur une
approche purement logique en ayant recours à un éditeur
Grafcet. Enfin la programmation est aussi possible en ayant
recours à des langages de programmation de haut niveau
existant sous Linux dont notamment : C, C ++, Java et Fortran
(Formula Translation).

On notera à ce titre que Proview est l’un des seuls systèmes de
contrôle existant actuellement qui permette à ses utilisateur de
bénéficier de sa structure réellement orientée objet. La
programmation peut être faite de manière traditionnelle avec
des blocs fonctionnels et des signaux séquentiels simples.
Toutefois, Proview permet la création d’objets logiciels qui
peuvent être testés et validés avant d’être combinés avec
d’autres objets pour assembler des applications sophistiquées.
Les concepts spécifiques à la programmation orientés objet
tels que l’héritage, les méthodes et les attributs sont pris en
charge.

Le support des langages de programmation évolués tel que le
C et le C++ permet aussi d’envisager le portage de protocoles de communication et de bibliothèques de fonctions
d’automatisation proposés sous la forme de logiciel libre. Ainsi,
le portage du jeu de fonctions OpenOpcUA est envisageable
dans Proview de même que l’intégration du protocole
OpenPowerlink.

Tests et mise en œuvre

L’environnement Proview évolue régulièrement, connaissant
une mise à jour chaque printemps depuis sensiblement cinq
ans. Depuis le 4 avril dernier par exemple, la version 5.5.0 est
disponible pour les différentes déclinaisons de Linux
supportées.

Pour les techniciens qui ne souhaitent pas directement
procéder à une installation complète, une démonstration qu’il
est possible de mettre en service sur une clé USB, est proposée
en téléchargement sous la forme d’une archive au format ISO
(.iso). Elle intègre à la fois l’environnement Proview et quelques
exemples d’applications fonctionnellement limitées puisque
livrées à seules fins de démonstration. Pour disposer d’un environnement directement amorçable, il suffira de copier
l’archive téléchargée sur une clé USB d’au moins 2 Go en
utilisant le programme libre de droit UNetbootin
qui existe pour Linux, MacOS et Windows.

Pour aller plus loin, il est indispensable de disposer d’un
ordinateur fonctionnant sous Linux dans l’une des déclinaisons
les plus courantes qu’est Debian, Mint ou encore, Ubuntu. Le
poste réservé aux développements d’applications peut être un
PC des plus classiques sans caractéristiques industrielles
proprement dites. Il en va de même des stations de travail des
opérateurs qui serviront le plus souvent d’interfaces de
surveillance de l’installation industrielle tant pour suivre les
indicateurs et les alarmes que pour afficher les courbes
construites à partir des données remontées vers la base de
données historique. Les terminaux d’automatisation en
revanche, doivent évidemment disposer de ports d’entréesortie en nombre suffisants pour se connecter aux capteurs et
aux actionneurs des équipements et des machines qu’ils sont
chargés de piloter. Nombreuses sont les architectures de PC
industriels qui se prêtent à ce genre d’exercice, toutes
disposant de bus série (RS-232, RS-422 ou RS-485) et de
peignes d’entrée-sortie numériques de taille variable.

S’agissant de disposer d’un tel terminal d’automatisation, l’une
des approches les moins coûteuses qui s’offre aux utilisateurs
de Proview est le nano-ordinateur Raspberry PI 3. En effet, il
suffit de s’en remettre au moteur d’exécution créé
spécialement pour cette plateforme matérielle.
C’est au reste un excellent moyen d’approcher les
problématiques d’automatisation embarquée touchant des
machines ou des dispositifs de surveillance ou même de
métrologie de faible taille, voire relevant d’une intégration dans
un équipement mobile comme un châssis ou un chariot mobile
autonome.

Largement adaptable au niveau matériel et extensible au
niveau logiciel, Proview est un environnement qui convient aux
exigences des professionnels de l’automatisation sans les
obliger à s’enfermer dans une famille de solutions promue par
tel ou tel
onstructeur ou éditeur. Avec Proview, la liberté n’a
pas de prix… puisque le produit est gratuit.

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